Microchip Technology ATMXT448UD maXTouch?觸摸屏控制器優(yōu)化用于 家用電器市場中需要功能安全的高達(dá)8.3"的顯示面板。該器件通過IEC/UL 60730 B類認(rèn)證，具有獨(dú)特的安全相關(guān)功能，系統(tǒng)關(guān)閉可通過觸摸屏上直觀的軟按鈕實(shí)現(xiàn)，就不再需要外部經(jīng)安全認(rèn)證的停止或取消按鈕及相關(guān)的微控制器 (MCU)。ATMXT448UD允許家電檢測觸摸屏相關(guān)故障，并通過各種自檢功能自動關(guān)斷電器。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Microchip Technology ATMXT448UD maXTouch?觸摸屏控制器數(shù)據(jù)手冊.pdf

ATMXT448UD maXTouch觸摸屏控制器采用專有的差分觸摸感應(yīng)，具有無與倫比的抗噪性，即使在惡劣環(huán)境中也能確保出色的觸摸性能。該器件可通過各種疊加材料和厚度來檢測和跟蹤多指厚手套觸摸，即使在潮濕、水甚至鹽霧的情況下也是如此。這些特性與高采集速度相結(jié)合，可提供快速、準(zhǔn)確、可靠的觸摸解決方案。ATMXT448UD控制器還具有診斷功能，可連續(xù)監(jiān)控觸摸系統(tǒng)的完整性。

Microchip Technology ATMXT640UD maXTouch觸摸屏控制器采用6.0mmx6.0mm UFBGA-88封裝，工作溫度范圍為-40°C至+105°C。

特性

• 功能安全
  • UL/IEC 60730 B類支持
  • 上電自診斷，運(yùn)行中定期測試
  • 心跳（活著的）信號輸出至主機(jī)
• maXTouch自適應(yīng)傳感技術(shù)
  • 多達(dá)32條（發(fā)射）線路和20條（接收）線路，用于觸摸屏和/或關(guān)鍵陣列
  • 最多可為觸摸傳感器分配448個(gè)節(jié)點(diǎn)
  • 觸摸屏尺寸為8.3"（16:9縱橫比），假設(shè)傳感器電極間距為6.5mm。其他尺寸可采用不同的電極間距和適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞑牧蠈?shí)現(xiàn)
• 密鑰
  • 除了觸摸屏外，還可分配多達(dá)32個(gè)節(jié)點(diǎn)作為互電容傳感器鍵，定義為一個(gè)鍵陣列（取決于X和Y線路及其他配置的可用性）
  • 支持多達(dá)3個(gè)互電容通用鍵，替代觸摸屏鍵陣列（取決于其他配置）
  • 支持相鄰鍵抑制 (AKS) 技術(shù)，防止錯誤按鍵
• 觸摸傳感器技術(shù)
  • 分立式/電池外支持，包括玻璃和PET薄膜傳感器
  • On-cell/touch-on顯示器支持，包括TFT、LCD (ITPS、IPS) 和OLED
  • 具有顯示刷新定時(shí)功能的同步
  • 支持標(biāo)準(zhǔn)（例如鉆石）和專有傳感器模式
• 前面板材料和設(shè)計(jì)
  • 與PET或玻璃配合使用，包括曲線的配置（配置和堆疊要由Microchip或Microchip有資質(zhì)的觸摸傳感器模塊合作伙伴批準(zhǔn)）
  • 10.0mm玻璃（或5.0mm PMMA），帶裸手指（取決于傳感器尺寸、觸摸尺寸、配置和堆疊）
  • 6.0mm玻璃（或3.0mm PMMA），帶多指5mm手套（相當(dāng)于2.7mm PMMA）（取決于傳感器尺寸、觸摸尺寸、配置和堆疊）
  • 支持非矩形傳感器設(shè)計(jì)（例如圓的、倒圓角或帶有切口）
• 數(shù)據(jù)存儲
  • 多達(dá)64字節(jié)自定義用戶數(shù)據(jù)（非CRC和校驗(yàn)）
• 節(jié)能
  • 可編程超時(shí)，用于從活動狀態(tài)自動轉(zhuǎn)換為空閑狀態(tài)
  • 流水線模擬傳感檢測和數(shù)字處理，以優(yōu)化系統(tǒng)功率效率
• 增強(qiáng)型算法
  • 可消除顯示噪聲的鏡頭彎曲算法
  • 可消除意外的大范圍觸摸的觸摸抑制算法，如手掌
• 觸摸性能
  • 濕氣/水補(bǔ)償
    • 冷凝或直徑小于22.0mm的水滴不會造成錯誤觸摸
    • 單指跟蹤冷凝或直徑小于22.0mm的水滴
  • 支持互電容和自電容測量，可實(shí)現(xiàn)可靠的觸摸檢測
  • 支持P2P互電容測量，用于額外敏感的多點(diǎn)觸摸感應(yīng)
  • 噪聲抑制技術(shù)，可抑制環(huán)境和電源線噪聲
    • 在1Hz至1kHz正弦波形間高達(dá)240VPP（無觸摸）
    • IEC 61000-4-6、10Vrms、A類（正常觸摸操作）傳導(dǎo)噪聲抑制
  • 手寫筆支持
    • 支持1.5mm觸點(diǎn)直徑的無源手寫筆，具體取決于配置、堆疊和傳感器設(shè)計(jì)
  • 突發(fā)頻率
    • 靈活動態(tài)的Tx突發(fā)頻率選擇，可減少EMC干擾
    • 可配置Tx波形整形，以減少輻射
  • 掃描速度
    • 十次觸摸≥90Hz的典型報(bào)告速率（取決于配置）
    • 初始觸摸延遲（在空閑時(shí)首次觸摸）：<25ms（具體取決于配置）
    • 可通過配置實(shí)現(xiàn)功率和速度優(yōu)化
• 片上手勢
  • 報(bào)告單觸控和雙觸控手勢
• 應(yīng)用接口
  • I^2^C客戶端接口，用于與器件進(jìn)行主通信，支持標(biāo)準(zhǔn)模式（高達(dá)100kHz）、快速模式（高達(dá)400kHz）、快速模式+（高達(dá)1MHz）、高速模式（高達(dá)4MHz）
  • 可選第二個(gè)SPI接口，用于單獨(dú)發(fā)消息（高達(dá)8MHz）
  • 兩個(gè)獨(dú)立中斷，用于指示對應(yīng)接口上是否有消息
  • 其他硬件調(diào)試接口讀取原始數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)諧和調(diào)試
• 電源
• 數(shù)字 (V DD )：3V（標(biāo)稱值）
• 數(shù)字I/O (V DDIO )：3V（標(biāo)稱值）
• 模擬 (A VDD )：3V（標(biāo)稱值）
• 高壓內(nèi)部X線路驅(qū)動 (X VDD ) 6V或9.9V，帶內(nèi)部電壓泵
• 物理特性
  • 工作溫度范圍：-40°C至+105°C
  • 6.0mm x 6.0mm x 0.6mm UFBGA-88封裝；0.5mm腳距

封裝外形

Microchip maXTouch? mXT448UD-CCUBHA1 觸摸屏控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

Microchip Technology的mXT448UD-CCUBHA1是一款基于maXTouch?自適應(yīng)傳感技術(shù)的448節(jié)點(diǎn)觸摸屏控制器，專為高性能觸控應(yīng)用設(shè)計(jì)。該器件采用先進(jìn)的混合互電容和自電容傳感系統(tǒng)，提供卓越的觸摸性能和穩(wěn)健的用戶體驗(yàn)。

主要特性包括：

• ?功能安全性?：支持UL/IEC 60730 Class B標(biāo)準(zhǔn)，提供上電自檢和周期性運(yùn)行測試
• ?多點(diǎn)觸控?：支持多達(dá)16個(gè)同時(shí)觸點(diǎn)的實(shí)時(shí)跟蹤
• ?傳感器技術(shù)?：支持離散/外掛式(玻璃和PET膜基)傳感器以及on-cell/顯示屏觸控技術(shù)
• ?抗干擾能力?：具備強(qiáng)大的噪聲抑制技術(shù)，可抵抗環(huán)境噪聲和電源線噪聲

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 混合電容傳感技術(shù)

mXT448UD-CCUBHA1采用獨(dú)特的混合互電容和自電容測量系統(tǒng)：

• ?互電容測量?：提供高分辨率的觸摸位置信息，支持多點(diǎn)觸控檢測
• ?自電容測量?：增強(qiáng)在極端條件下的觸摸檢測能力，如厚手套觸摸場景
• ?P2P互電容測量?：為高靈敏度多點(diǎn)觸控提供額外支持

2. 先進(jìn)的抗干擾技術(shù)

該控制器集成了多項(xiàng)抗干擾技術(shù)：

• ?顯示噪聲消除?：通過模擬電路、硬件噪聲處理和固件組合消除顯示噪聲
• ?自適應(yīng)噪聲抑制?：可動態(tài)調(diào)整采集參數(shù)以過濾傳感器ADC數(shù)據(jù)
• ?EMC減少機(jī)制?：包括頻譜擴(kuò)展、可配置電壓參考模式和波形整形等技術(shù)

3. 功能安全特性

為滿足家電等安全關(guān)鍵應(yīng)用需求，mXT448UD-CCUBHA1提供：

• 全面的自診斷功能(CPU、內(nèi)存、系統(tǒng)時(shí)鐘等)
• 電源、引腳故障和信號錯誤檢測
• 心跳信號輸出
• 增強(qiáng)型通信協(xié)議(包含序列號和CRC錯誤檢查)

三、硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電源管理

• ?多電源域設(shè)計(jì)?：
  • 數(shù)字電源(Vdd)：3.3V±5%
  • 數(shù)字I/O電源(VddIO)：1.8V至3.3V
  • 模擬電源(AVdd)：3.3V±5%
  • X線驅(qū)動電源(XVdd)：6.6V或9.9V(內(nèi)部電壓泵)
• ?電源時(shí)序要求?：
  • RESET必須在所有電源達(dá)到標(biāo)稱值后釋放
  • AVdd上升時(shí)間不超過0.25V/μs

2. PCB布局建議

• 推薦使用四層PCB板設(shè)計(jì)
• 電源和地平面應(yīng)盡可能廣泛鋪銅
• 去耦電容應(yīng)靠近引腳放置(距離<5mm)
• 電壓泵電容(Cd和Ct)走線應(yīng)短而寬
• 采用星型布局配置單電源設(shè)計(jì)

3. 傳感器接口設(shè)計(jì)

• ? 驅(qū)動屏蔽線(DS0) ?：用于屏蔽X/Y感應(yīng)線，在互電容操作中作為地，在自電容操作中作為驅(qū)動屏蔽
• ?ESD接地布線?：最外層走線應(yīng)為ESD地，完全包圍傳感器
• ?傳感器尺寸?：最大支持8.3英寸(16:9寬高比，電極間距6.5mm)

四、性能參數(shù)

1. 觸控性能

• ?線性精度?：±0.5mm(8mm手指直徑)
• ?重復(fù)性?：0.5mm
• ?觸控延遲?：首次觸摸從空閑狀態(tài)<25ms(取決于配置)
• ?報(bào)告速率?：10點(diǎn)觸控時(shí)≥90Hz

2. 電氣特性

• ?工作溫度?：-40°C至+105°C
• ?互電容范圍?：0.15pF至10pF(XVdd≥2×AVdd時(shí))
• ?自電容負(fù)載?：單X/Y線最大100pF
• ?ESD保護(hù)?：HBM ±2000V，CDM ±250V

五、應(yīng)用開發(fā)支持

1. 開發(fā)工具

• ?maXTouch Studio?：提供實(shí)時(shí)原始數(shù)據(jù)讀取和調(diào)試功能
• ?硬件調(diào)試接口?：通過DBG_CLK和DBG_DATA線訪問

2. 對象化協(xié)議(OBP)

mXT448UD-CCUBHA1采用對象化協(xié)議進(jìn)行配置和通信，主要對象類型包括：

• ?調(diào)試對象?：如診斷調(diào)試T37
• ?通用對象?：如消息處理器T5、命令處理器T6
• ?觸摸對象?：如多點(diǎn)觸控觸摸屏T100、鍵陣列T15
• ?信號處理對象?：如噪聲抑制T72、手套檢測T78

3. 配置流程

1. 通過I2C接口(主地址0x4B)建立通信
2. 讀取信息塊和對象表
3. 配置各對象參數(shù)(如電源配置T7、采集配置T8)
4. 啟用所需對象和報(bào)告功能
5. 將配置寫入非易失性存儲器

六、典型應(yīng)用場景

mXT448UD-CCUBHA1適用于多種高性能觸控應(yīng)用：

• 家用電器(符合UL/IEC 60730 Class B)
• 工業(yè)控制面板
• 汽車信息娛樂系統(tǒng)
• 醫(yī)療設(shè)備觸摸界面
• 高要求的消費(fèi)電子產(chǎn)品